固沖發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)燃室內(nèi)凝聚相粒子取樣試驗(yàn)研究①

王增輝，王云霞，康劍飛，陳林泉，張勝勇

(中國航天科技集團(tuán)公司四院四十一所燃燒、流動(dòng)和熱結(jié)構(gòu)國家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710025)

0 引言

固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量凝聚相顆粒，而凝聚相顆粒的大小及分布是衡量凝聚程度、燃燒效率、兩相流場(chǎng)計(jì)算中一項(xiàng)重要的參數(shù)。掌握其分布規(guī)律，并以此作為固沖發(fā)動(dòng)機(jī)熱力學(xué)計(jì)算以及兩相流設(shè)計(jì)研究的前提和基礎(chǔ)，將會(huì)大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱力計(jì)算和兩相流分析研究的水平，獲得更為準(zhǔn)確的發(fā)動(dòng)機(jī)理論預(yù)示效果［1－2］。因此，可為發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、性能預(yù)測(cè)和推進(jìn)劑性能改善提供重要參考數(shù)據(jù)。

國內(nèi)外對(duì)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)凝相顆粒尺寸分布開展了大量研究工作［3－8］，得到了一些有價(jià)值的研究結(jié)果。文獻(xiàn)［9］提出了一種固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)等動(dòng)力粒子取樣的方法，該方法克服了粒子在取樣過程中發(fā)生聚合、分裂，最后導(dǎo)致失去原有信息的難題，真實(shí)重現(xiàn)了燃燒室內(nèi)粒子形態(tài)和粒度分布。

目前，國內(nèi)還沒有開展固沖補(bǔ)燃室內(nèi)粒子取樣和分析研究，本文在固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)等動(dòng)力取樣的基礎(chǔ)上發(fā)展了一種固沖發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)燃室內(nèi)凝目相粒子取樣設(shè)備，通過地面直連試驗(yàn)分析了進(jìn)氣角度、頭部長(zhǎng)度、進(jìn)氣方式對(duì)凝聚相粒子粒度分布影響。

1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

等動(dòng)力凝相粒子取樣裝置是運(yùn)用等動(dòng)力學(xué)原理工作的裝置，即補(bǔ)燃室與旋流器和攪拌室在工作過程中始終保持等壓強(qiáng)狀態(tài)，如圖1所示?！?br>